[实用新型]一种电感开路电弧建立与熄灭电压突升检测电路

说明书

技术领域

本实用新型属于电感开路电弧检测技术领域，具体涉及一种电感开路电弧建立与熄灭电压突升检测电路。

背景技术

在煤矿、石化等危险环境中存在大量的易燃、易爆气体或物质，应用于这些场合的电子电器设备必须满足本质安全的要求。对于含有电感和电容等储能元件的电子设备，电感开路以及电容短路所引起的电火花将有可能引燃易燃、易爆气体或物质，对这些环境中的人身及设备构成严重威胁。安全火花试验装置是用来对在爆炸性环境中使用的带有电阻、电感、电容或混合电路的本安防爆设备进行火花试験的一种装置。电感槽的电极一为斜面铜轮，由2r/min的微型电机带动其水平旋转，另一极为12根镀锌铜丝，由30r/min的可逆电机带动其垂直旋转，两电极不断地分离，每分离一次，便产生一次火花。爆炸性本安评价是采用安全火花试验装置在特定的试验条件下对本安产品采用爆炸性试验逐一检测，其成本高、周期长，且不能指导产品的设计与制造。非爆炸性本安评价是基于能量等效原理，依据已有的电感和电容临界点燃曲线，通过理论分析与计算，实现电路本安性能的判定，而其中关键在于提取相应的放电能量。模拟电容性电路短路火花试验的等效电路已有研究，而电感性电路由于其放电过程复杂使得研究进展非常缓慢，虽然在理论的基础采用数学建模的方式建立起电感分断电弧放电的数学模型，但这些模型大多建立在电弧放电时间的基础上，而电弧放电时间是一个与电路参数相关的隐函数，因此所建立的模型存在很大的局限性。

如果能够实现对电感分断电弧放电的检测，确定电弧建立时刻和电弧熄灭时刻，建立相应的电感分断放电电弧电阻模型，在电弧建立时刻接入电弧电阻，在电弧熄灭时刻移去电弧电阻，借助于电路仿真软件提取到电感分断电弧放电的波形，即可代替安全火花试验装置对电感性电路进行本安性能的判定；此外，还可以设计出电感性电路本安保护电路，比如电弧建立时刻，在电感两端并接一个电阻或者限压器件等，因此对电感分断电弧放电的检测，更准确的是电感分断电弧放电时刻的检测很有必要。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提供一种电感开路电弧建立与熄灭电压突升检测电路，其电路结构简单，设计合理，实现方便且成本低，工作稳定可靠，能够快速有效的检测电感开路电弧建立与熄灭电压突升，适用范围广，实用性强，具有良好的推广应用价值。

为解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案是：一种电感开路电弧建立与熄灭电压突升检测电路，其特征在于：包括依次连接的电压信号处理电路、分相延缓电路和比较输出电路；

所述电压信号处理电路包括仪用放大器U1、电阻R1、电阻R2、电阻R3和电阻R4，所述电阻R1的一端为电压信号处理电路的取样点正极电压输入端VIN+，所述电阻R3的一端为电压信号处理电路的取样点负极电压输入端VIN-，取样点正极电压通过串联的电阻R1和电阻R2构成的分压电阻网络连接到地，所述电阻R1和电阻R2的连接端与仪用放大器U1的同相输入端连接，取样点负极电压通过串联的电阻R3和电阻R4构成的分压电阻网络连接到地，所述电阻R3和电阻R4的连接端与仪用放大器U1的反相输入端连接；

所述分相延缓电路包括电容C1，由电阻R5和电阻R7组成的第一比例电阻网络，以及由电阻R6和电阻R8组成的第二比例电阻网络；所述电阻R5的阻值、电阻R6的阻值、电阻R7的阻值和电阻R8的阻值满足关系式所述电阻R5的一端与仪用放大器U1的输出端连接，所述电阻R5的另一端通过电阻R7接地，所述电阻R6的一端与仪用放大器U1的输出端连接，所述电阻R6的另一端通过电阻R8接地，所述电容C1的一端与电阻R6和电阻R8的连接端连接，所述电容C1的另一端接地；

所述比较输出电路包括比较器U2、D触发器U3和电阻R10，所述比较器U2的同相输入端与电阻R5和电阻R7的连接端连接，所述比较器U2的反相输入端与电阻R6和电阻R8的连接端连接，所述比较器U2的输出端通过电阻R10与外部供电电源的输出端VCC连接，所述D触发器U3的信号输入端D与信号输出端连接，所述D触发器U3的时钟信号输入端CP与比较器U2输出端连接，所述D触发器U3的信号输出端Q为所述比较输出电路的输出端OUT。

上述的一种电感开路电弧建立与熄灭电压突升检测电路，其特征在于：所述仪用放大器U1的型号为AD623。

上述的一种电感开路电弧建立与熄灭电压突升检测电路，其特征在于：所述比较器U2的型号为LM2903。

上述的一种电感开路电弧建立与熄灭电压突升检测电路，其特征在于：所述D触发器U3的型号为74HC75。